JP2887278B2 - 1―クロロ―1,2,2―トリフルオロエチレンおよび1,2,2―トリフルオロエチレンの製造方法 - Google Patents

1―クロロ―1,2,2―トリフルオロエチレンおよび1,2,2―トリフルオロエチレンの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロ
エタン(113)から1−クロロ−1,2,2−トリフルオロエ
チレン(3FCL)および1,2,2−トリフルオロエチレン(3
FH)を一工程で製造する方法に関する。これらの生成物
は、それぞれ原料モノマー、代替フロンの原料として有
用である。
[従来の技術および発明が解決しようとする課題] 活性炭にパラジウムを担持させた触媒(Pd/活性炭)
の存在下、原料としての113と水素を200〜300℃で反応
させて3FHを製造する方法が特公昭43−8454号公報に記
載されている。この方法によれば、3FHと同時に3FCLも
生成されるが、3FH、3FCL以外の化合物の選択率が高
く、3FHおよび3FCLの選択率は40〜85%と低い。また、
アルカリフッ化マグネシウムを触媒として、113と水素
から3FHおよび3FCLを製造する方法(EP−A−63657)に
よれば、これらのオレフィンを90%以上の高選択率で得
ることができるが、その反応温度は500℃と高い。ま
た、反応温度をより低く(200〜300℃)し、上記触媒に
0.5%のパラジウムを添加した触媒を用いた反応におい
ては、オレフィン選択率が70〜90%と低い。
本発明の課題は、工業的に有利である比較的低温で、
3FHおよび3FCLを、両者の生成比率を制御しつつ高選択
率で製造することのできる方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の要旨は、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフ
ルオロエタンと水素とを触媒存在下に反応させることに
よって1−クロロ−1,2,2−トリフルオロエチレンおよ
び1,2,2−トリフルオロエチレンを製造する方法であっ
て、触媒としてパラジウム、ロジウムおよびルテニウム
から選ばれる少なくとも1種の金属と水銀、鉛、カドミ
ウム、錫、インジウム、銅、ビスマス、タリウムおよび
銀から選ばれる少なくとも1種の金属(ただし、後者の
金属がタリウムのとき、前者の金属がロジウムに限る)
とをAl2O3、SiO2またはカーボンに担持させた触媒(パ
ラジウムと銀またはビスマスとをAl2O3またはカーボン
に担持させた触媒を除く)を使用することを特徴とする
方法に存する。
本発明の方法で起こる反応を以下に示す。
CCl2FCF2Cl+H2 → CClF=CF2+2HCl CCl2FCF2Cl+2H2 → CFH=CF2+3HCl 本発明の方法において用いる触媒は、アルミナまたは
シリカゲルに、パラジウム、ロジウムおよびルテニウム
から選ばれる少なくとも1種の金属(以下、ベース金属
と称する。)とさらに水銀、鉛、カドミウム、錫、イン
ジウム、銅、ビスマス、タリウムおよび銀から選ばれる
少なくとも1種の金属(以下、添加金属と称する。)を
担持させて得られるものである。ベース金属と添加金属
の担持体への担持は、ベース金属先付けでもベース金属
と添加金属の同時付けでもよい。触媒のベース金属の含
量は0.1〜10%、好ましくは0.5〜5%である。
上記添加金属を担持させるために上記添加金属の硝酸
塩、炭酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、水酸化物、リン酸
塩、過塩素酸塩、有機金属化合物および有機酸塩等の化
合物が用いられる。それらは触媒中に主としてメタル状
で存在するが表面は部分的に塩化物あるいはフッ化物で
覆われている可能性が高い。
添加金属とベース金属とのモル比は、添加金属がビス
マス以外の場合0.5以上であることが必要であり、添加
金属がビスマスの場合0.05以上であることが必要であ
る。例えば、Hg/Pdモル比が0.5より低くなると3FHの選
択率が大幅に低下し、オレフィン全体の選択率も低下し
てしまう。また、このモル比は大きくなっても選択率に
は大きな影響を与えないが、大きすぎると反応率が低下
するので4以下に押さえることが好ましい。さらには、
オレフィンの中でも3FCLの選択率の高い金属の場合は、
ベース金属とのモル比を4以下の適当な値にすることに
より3FHの選択率を高くすることもできる。
また上記添加金属の種類を選択することにより3FCL/3
FH生成比を変えることができる。例えば、その添加金属
を、水銀、鉛、銅とした場合、3FCL/3FH生成比は代表的
にはそれぞれ0.11、0.58、5.8となる。
また、反応に用いる水素と113のモル比は0.5〜4.0が
好ましい。この値が大きくなっても、水素化されたパラ
フィン系化合物の生成は起こりにくく、オレフィン(3F
CLと3FH)の高選択率は保持される。しかし4.0より大き
いと不経済である。
接触時間に相当するW/F(W:触媒重量g、F:標準状態
における総流量ml/秒)は、1.3〜11.4の範囲内において
は選択率に大きな影響を与えない。
反応温度は、150〜400℃、好ましくは200〜300℃であ
る。
本発明によれば、200〜300℃の比較的低い温度での反
応により3FCLおよび3FHを87〜100%の高選択率で得るこ
とができる。
[実施例] 担持方法 水30mlに添加金属の金属塩を溶かし、Al2O3にパラジ
ウム0.5%を担持させてなる直径3.2mm、高さ3.2mmのペ
レット状パラジウム触媒[触媒a]5g、そのペレット状
触媒を60メッシュ以下に粉砕した触媒[触媒b]4g、カ
ーボン(活性炭)にパラジウム2%を担持させてなる粉
末状触媒[触媒c]またはAl2O3にベース金属5%を担
持させてなる粉末状触媒[触媒d]4gのいずれか〔いず
れも市販蝕媒:N.E.ケミカル・カタリスト(CHEMICAL CA
TALYST)製〕およびホルマリン0.2gを添加し、50℃で2
〜3時間熟成させた。上記金属塩の量は、添加金属とベ
ース金属のモル比が目的の値となるようにした。その
後、ロータリーエバポレーターで水を除去し、さらに空
気中100℃で12時間乾燥させた。得られた触媒a、b、
cを、反応前に、水素気流中300〜400℃で2時間前処理
した。但し、ビスマスを添加したものは、300℃酸素気
流中で2時間前処理した。
実施例1 担持金属塩としてHgCl2を触媒中のHg/Pdモル比=4と
なる量にして用いた。内径20mmのハステロイ製反応管に
触媒a4gを充填し、113と水素を、モル比1:2、総流量21m
l/分として流通させて200℃で反応させた。
反応率は17.2%で、3FCLおよび3FHがそれぞれ選択率2
4.6%および75.4%で得られた。
実施例2 担持金属塩としてPd(NO3を用い(Pb/Pdモル比=
4)、反応温度を280℃とした以外は、実施例1と同様
の反応を行った。
反応率は46.8%で、3FCL、3FH、123a(CHClFCCl
F2)、141a(CHCl2CH2F)、160(CH2ClCH3)および142
(CHF2CH2Cl)がそれぞれ選択率23.4%、71.0%、2.7
%、1.1%、0.6%および0.3%で得られた。
実施例3 担持金属塩としてCdCl2を用い(Cd/Pdモル比=4)、
反応温度を280℃とした以外は実施例1と同様の反応を
行った。
反応率は21.6%で、3FCL、3FH、160、123a、142およ
び141aがそれぞれ選択率33.4%、58.8%、2.0%、1.9
%、1.6%および1.5%で得られた。
実施例4 担持金属塩としてSnCl2を用い(Sn/Pdモル比=4)、
反応温度を250℃とした以外は実施例1と同様の反応を
行った。
反応率は15.9%で、3FCL、3FHおよび142がそれぞれ選
択率79.2%、15.3%および2.5%で得られた。
実施例5 担持金属塩としてInCl3を用い(In/Pdモル比=4)、
反応温度を250℃とした以外は実施例1と同様の反応を
行った。
反応率は10.4%で、3FCL、3FH、142、160、123および
141aがそれぞれ選択率71.9%、16.1%、4.6%、2.9%、
2.3%および1.3%で得られた。
実施例6 担持金属塩としてCuCl2を用い(Cu/Pdモル比=4)、
反応温度を250℃とした以外は実施例1と同様の反応を
行った。
反応率は18.7%で、3FCL、3FHおよび142がそれぞれ選
択率79.5%、17.1%および1.9%で得られた。
実施例7(参考例) 担持金属塩としてAgNO3を触媒中のAg/Pdモル比=4に
なる量にして用いた。内径7.2mmのステンレス製反応管
に触媒b1.3gを充填し、113と水素を、モル比1:2、総流
量27ml/分として流通させて250℃で反応させた。反応率
は32.2%で、3FH、3FCL、142、123a、160および141aが
それぞれ選択率29.3%、67.0%、1.2%、0.9%、0.5%
および0.3%で得られた。
実施例8 担持金属塩としてHgCl2を用い(Hg/Pdモル比=4)、
総流量を60ml/分とした以外は実施例7と同様の反応を
行った。
反応率は54.7%で、3FCL、3FH、152a(CF2HCH3)、12
3aおよび142がそれぞれ選択率9.3%、87.4%、2.2%、
0.7%および0.4%で得られた。
実施例9 総流量を27ml/分とした以外は実施例8と同様の反応
を行った。
反応率は45.2%で、3FH、3FCL、123a、152a、142およ
び160がそれぞれ選択率82.7%、7.6%、4.8%、1.5%、
0.6%および0.5%で得られた。
実施例10 113と水素のモル比を1:4とした以外は実施例9と同様
の反応を行った。
反応率は40.0%で、3FH、3FCL、123a、141a、152a、1
42および160がそれぞれ選択率76.9%、12.0%、5.8%、
2.1%、1.7%、0.7%および0.5%で得られた。
実施例11 担持金属塩としてPb(NO3を用い(Pb/Pdモル比=
4)113と水素のモル比を1:1、総流量18ml/分とした以
外は実施例7と同様の反応を行った。
反応率は11.2%で、3FH、3FCL、123a、152aおよび142
がそれぞれ選択率60.4%、35.1%、2.1%、1.0%および
0.9%で得られた。
実施例12 113と水素のモル比を1:4とした以外は実施例11と同様
の反応を行った。
反応率は12.0%で、3FHおよび3FCLがそれぞれ選択率5
6.3%および43.7%で得られた。
実施例13 反応温度を300℃とした以外は実施例12と同様の反応
を行った。
反応率は22.9%で、3FH、3FCL、123a、142および152a
がそれぞれ選択率44.3%、49.4%、1.9%、1.4%および
1.4%で得られた。
実施例14 触媒d1.3gを充填し、Hg/Pd=1とした以外は実施例9
と同様にして反応を行った。
反応率は60.8%で、3FCL、3FH、123a、134a(CF3CF
H2)141a、142および160がそれぞれ選択率79.0%、12.1
%、3.6%、2.4%、1.5%、0.6%および0.5%で得られ
た。
実施例15 触媒c0.6gを充填し、反応温度を280℃とした以外は実
施例8と同様にして反応を行った。
反応率は63.9%で、3FH、3FCLおよび123aがそれぞれ
選択率16.0%、62.2%および21.9%で得られた。
実施例16 触媒c0.6gを充填し、反応温度を280℃とし、担持金属
塩としてPb(NO3を用いた(Pb/Pdモル比=4)以外
は実施例8と同様にして反応を行った。反応率は28.5%
で、3FH、3FCLおよび123aがそれぞれ選択率6.0%、69.2
%および24.8%で得られた。
比較例1 パラジウム以外の金属を担持させなかった以外は実施
例8と同様の反応を行った。
反応率は64.3%で、3FCL、3FH、143、141a、123a、14
2、160および152aがそれぞれ選択率0%、23.0%、40.2
%、18.7%、7.0%、6.0%、4.6%および0.7%で得られ
た。
比較例2 パラジウム以外の金属を担持させず、反応温度を150
℃とした以外は実施例1〜7と同様の反応を行った。
反応率は24.7%で、3FH、143、141a、160,142および1
23aがそれぞれ選択率1.5%、44.2%、41.2%、1.0%、
3.7%および8.5%で得られた。
実施例17(参考例) 担持金属塩としてBiCl3を用いた(Bi/Pdモル比=0.
4)触媒d1gを内径10mmガラス製反応管に充填し、113と
水素をモル比1:3で流通させ250℃で反応させた。反応率
は96.4%で、3FH、3FCL、152a、123aがそれぞれ選択率8
1.3%.8.9%、6.1%、1.3%で得られた。
実施例18 触媒中のTl/Rhモル比=2となる量にした触媒d1gを内
径10mmのガラス製反応管に充填し、113と水素をモル比
3:4で流通させ230℃で反応させた。反応率は4.5%で、3
FCL、3FH、143a、123aがそれぞれ選択率71.8%、19.3
%、2.6%、2.3%で得られた。
比較例3 Tlを添加しないこと以外は実施例18と同様の反応を行
った。反応率は12.5%で、3FCL、3FH、143、141a、123
a、エタンがそれぞれ選択率26.7%、3.7%、22.0%、2
1.8%、9.0%、6.6%で得られた。
実施例19 触媒中のHg/Ruモル比が1となる量にした触媒d1gを内
径10mmのガラス製反応管に充填し、113と水素をモル比
1:2で流通させ、200℃で反応させた。反応率は18.7%
で、3FCL、3FH、1132a(CF2=CH2)がそれぞれ選択率8
1.5%、12.4%、1.2%で得られた。
[発明の効果] 本発明によれば、113を利用して、134a、CTFEポリマ
ーの原料となる3FHと3FCLを高選択率で製造することが
できる。また、300℃以下の温度においても高い選択率
を得ることができ、3FCLと3FHの生成比を容易に制御す
ることもできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/89 C07C 17/354 C07C 17/354 C07B 61/00 300 // C07B 61/00 300 B01J 23/64 101X (72)発明者 大西 隆一郎 北海道札幌市北区北十一条西10丁目(番 地の表示なし) 北海道大学触媒化学研 究センター内 (72)発明者 鈴木 聡雄 北海道札幌市北区北十一条西10丁目(番 地の表示なし) 北海道大学触媒化学研 究センター内 (56)参考文献 特開 平4−13638(JP,A) 特開 平4−99738(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロ
    エタンと水素とを触媒存在下に反応させることによって
    1−クロロ−1,2−2−トリフルオロエチレンおよび1,
    2,2−トリフルオロエチレンを製造する方法であって、
    触媒としてパラジウム、ロジウムおよびルテニウムから
    選ばれる少なくとも1種の金属と水銀、鉛、カドミウ
    ム、錫、インジウム、銅、ビスマス、タリウムおよび銀
    から選ばれる少なくとも1種の金属(ただし、後者の金
    属がタリウムのとき、前者の金属がロジウムに限る)と
    をAl2O3、SiO2またはカーボン担持させた触媒(パラジ
    ウムと銀またはビスマスとをAl2O3またはカーボン担持
    させた触媒を除く)を使用することを特徴とする方法。
JP2241691A 1990-05-31 1990-09-11 1―クロロ―1,2,2―トリフルオロエチレンおよび1,2,2―トリフルオロエチレンの製造方法 Expired - Fee Related JP2887278B2 (ja)

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